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我们真正需要多少能量?

时间:2021-07-27 12:17:33 来源:

在1920年代初,我的祖父母还是个小孩时,只有大约40%的美国人可以用电。在一代人的过程中,这个数字接近100%。如今,经合组织国家大多数人都认为廉价,可靠和充足的电力供应是理所当然的。当我参加科罗拉多农村电力协会最近的年度会议时,使我想起了这一事,该协会绝对不理会电力。会议通过呼吁核心共同价值观而开幕:“地球上最伟大的事情是在你心中拥有上帝的爱,而下一件最伟大的事情是在你的房子中有了电。”

然而,当今世界数十亿人的房屋中没有电。尽管大多数预测都认为在未来几十年中能源使用量将大大增加,但他们甚至预计到2035年将有1到20亿人没有电生活。那很可能就是我们获得的未来。但这不一定是我们努力的未来。在某种程度上,我们允许这样的预测限制我们对全球能源和减缓气候变化的辩论,这对全球穷人无益,全球穷人的未来健康无疑将需要更强劲的能源供应。

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例如,美国能源信息署(Energy Information Administration)预测,到2035年,世界能源消耗量将增加约4,000家发电厂(每年约1.7%),即从500座增加到770座。“四方”是万兆BTU,或与15个1吉瓦的发电厂在一年内产生的相同能量,例如核能,煤炭或天然气。虽然考虑到预计的人口增长,但4,000家新发电厂的能源消耗听起来很可观,但到2035年,全球人均能源使用量仅增加约23%(来自世界银行和联合国的数据)。换句话说,从2010年到2035年,全球人均能源消费预计将从今天的智利人均消费量增长到今天的克罗地亚人均消费量,这并不是一个大变化。

促进全球人类发展需要我们提出不同的问题。

与其从今天开始,不问世界在2035年可能消耗多少能源,不如将这个问题颠倒过来。让我们假设2035年的能源获取,效率和公平性处于不同水平,并询问其对所需能源供应的隐含意义,采用一种政策称之为“回溯”的方法。

例如,根据战略能源分析联合研究所副所长摩根·巴齐利安(Morgan Bazilian)的说法,考虑一下撒哈拉以南非洲地区(减去南非),该国如今的发电能力约为30吉瓦。要使该地区达到南非人均可用电的平均水平,则需要1,000吉瓦的电量(来源:PDF)。换句话说,撒哈拉以南非洲需要将其装机容量增加33倍,才能达到南非人享有的能源使用水平,而要达到美国人的水平,则需要增加100倍。能源获取挑战的规模巨大。

在本练习中,我将着重于用电量,并在2010年使用三个国家(保加利亚,德国和美国)作为类比,假设效率和能源水平分别代表低,中和高水平的能源获取。权益彼此相似。2010年,保加利亚的人均用电量约为4,500 kWh,德国为7,100,美国为13,400。为了进行比较,国际能源署将“能源访问”定义为每户每年约250 kWh,约占美国普通家庭使用的2%。2010年的全球平均水平为人均每年3,000千瓦时以下。

到2035年,用电量的隐含增长将使世界平均水平达到保加利亚,德国和美国的2010年水平分别为88%,200%和460%。这分别代表每年用电量分别增长2.6%,4.5%和7.2%。由于EIA预测电力生产的增长速度将高于整体能源消耗,因此保加利亚(低)情景类似于其对2035年全球能源消费整体增长的预测。

保加利亚2010年的GDP为14,160美元(世界银行购买力平价美元),世界平均水平为11,500美元。到2035年,全球人均GDP达到2010年保加利亚的平均水平,意味着全球GDP的年均增长率为0.8%,无论从历史角度还是从预期角度来看,这都显得较低。相比之下,德国2010年的GDP为40,230美元,美国为48,820美元,如果要成为2035年的全球平均水平,则意味着年增长率分别为4.5%和7.2%。

让我们尝试将这些数字与2035年的总能源消耗进行比较。就象限而言,低,中和高情景意味着2035年的总消耗量为940、1,500和2,310个象限,或者比EIA 2035预测的170、1,000和1,810个象限有所增加。这些相当于2010年全球能源消费量的两倍,三倍甚至四倍以上。当然,不同的假设(例如,关于电力与液体燃料等的假设)将得出不同的数字,但从质量上讲,结果大致相同。您和我理解的全球能源获取概念意味着大量的新能源。

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评估这些数字的另一种方法是将它们与寻求解决气候变化的政策所隐含的能源挑战的规模进行比较。将全球经济脱碳至与大气二氧化碳稳定目标低相符的程度,意味着要替换掉当前能源的80%(约400方形),并用无碳能源满足未来的所有能源需求。2035年的世界能源消耗量将达到2010年保加利亚的水平,这意味着所需的无碳能源将增加一倍以上。德国和美国的当量分别意味着接近四倍和接近六倍。难怪在气候政策分析中使用的许多稳定情景都会使穷人大多是穷人吗?

那么从这些数字中得出什么呢?我提出三个结论。

首先,世界上最富裕地区的大多数人都理解一个能源获取的世界,这意味着未来几十年的能源消费水平将远远超出常规的能源消费预测。与迄今致力于该问题相比,确保此类能源的获取将需要更多的政策关注。就像在我祖父母时代的美国一样,仅凭市场力量不足以为所有人提供能量。也许有必要在全球范围内进行某种程度的协调一致的公共行动。

第二,为所有人提供能量的挑战的规模至少与大气中二氧化碳的累积所暗示的挑战一样大,甚至可能大很多倍。与气候问题无关,有充分的理由说明为什么出于安全,环境,健康和经济方面的原因,使除化石燃料之外的全球能源结构多样化是有意义的。

因此,显然优先考虑气候变化的人们可能会与那些赞成增加能源供应以支持能源创新和部署方面的重大新举措的人们找到共同点。这样的方法至少可以解决几十年来一直具有国际气候政策特征的富国和穷国之间的分歧。此外,在能源获取方面拥有更多公平性的更加富裕的世界将更容易应对脱碳的技术挑战。那些对气候运动感到沮丧的人表示,他们的问题尚未被认为足够重要,不足以激发人们采取积极的能源创新措施,因此他们忽视了能源获取,因为它是在全球范围内确保和维持广泛支持能源技术进步及其应用的广泛基础。 。

最后,不受时间限制的影响,世界正在不可逆转地朝着更大的能源获取方向迈进—可以肯定并确定—但是毫无疑问,非经合组织国家中将近60亿人的消费愿望相当于OECD国家的12亿能源。未来的世界将比今天的世界消耗更多的能源。唯一的问题是我们如何高效高效地进入那个高能量的世界。将能源获取放在政策讨论的中心是明智的第一步。

通过。小罗杰·皮尔克


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